(57)【要約】【課題】湯水混合型貯湯式温水器においては、給湯停止時にミキシング弁の水側に温水が流入し、これにより再出湯時に湯温が大幅にオーバーシュートするという問題があった。【解決手段】温水を貯湯する貯湯タンク１と、貯湯タンク１に給水する給水管２と、貯湯タンク１内の温水を給湯する給湯管４と、給水管２から貯湯タンク１をバイパスする給湯バイパス管６と、給湯管４からの温水と給水バイパス管６からの水を混合するミキシング弁７と、ミキシング弁７で混合された温水を供給する混合管９と、ミキシング弁７の給水バイパス管６側に配置された混合タンク２４とを備え、この混合タンク２２でミキシング弁７の湯側から回り込む温水と内部に貯留している水とを混合させるようにしている湯水混合型貯湯式温水器において、混合タンク２４内に、流入してくる温水の一部を混合タンク２４の反ミキシング弁側へ導く導流管２５を配置した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクに給水する給水管と、前記貯湯タンク内の温水を給湯する給湯管と、前記給水管から前記貯湯タンクをバイパスする給湯バイパス管と、前記給湯管からの温水と前記給水バイパス管からの水を混合するミキシング弁と、前記ミキシング弁で混合された温水を供給する混合管と、前記ミキシング弁の前記給水バイパス管側に配置された混合タンクとを備え、この混合タンクで前記ミキシング弁の湯側から回り込む温水と内部に貯留している水とを混合させるようにしている湯水混合型貯湯式温水器において、前記混合タンク内に、流入してくる温水の一部を前記混合タンクの反ミキシング弁側へ導く導流管を配置したことを特徴とする湯水混合型貯湯式温水器。
【請求項２】
前記導流管内に、前記ミキシング弁側への湯水の流動を妨げる流動抵抗体を設けたことを特徴とする前記請求項１記載の湯水混合型貯湯式温水器。
【請求項３】
前記混合タンクの前記導流管からの温水と前記混合タンク内の水とが混合される位置近傍に温度センサを配置し、給湯停止時にこの温度センサの検出温度に基づいて前記ミキシング弁の開度を制御する待機制御手段を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の湯水混合型貯湯式温水器。
【請求項４】
温水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクに給水する給水管と、前記貯湯タンク内の水を加熱する加熱器と、前記貯湯タンク内の温水を給湯する給湯管と、前記給水管から前記貯湯タンクをバイパスする給湯バイパス管と、前記給湯管からの温水と前記給水バイパス管からの水を混合するミキシング弁と、前記ミキシング弁で混合された温水を供給する混合管と、前記ミキシング弁の前記給水バイパス管側に配置された混合タンクとを備え、この混合タンクで前記ミキシング弁の湯側から回り込む温水と内部に貯留している水とを混合させるようにしている湯水混合型貯湯式温水器において、前記混合タンク内に温度センサを配置し、給湯停止時にこの温度センサの検出温度に基づいて前記ミキシング弁の開度を制御する待機制御手段を設けたことを特徴とする湯水混合型貯湯式温水器。
【請求項５】
前記待機制御手段は、前記温度センサの検出温度が上昇するに伴い、前記ミキシング弁を湯側の開度を小さくなる方向で、かつ水側の開度が大きくなる方向へ制御するようにしたことを特徴とする請求項３または４記載の湯水混合型貯湯式温水器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯した温水と給水管からの水をミキシング弁で混合して給湯する湯水混合型貯湯式温水器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の湯水混合型貯湯式温水器には図４に示すようなものであった。
すなわち、１は温水を貯湯する容量１５０リットルの貯湯タンク、２は貯湯タンク１へ給水する給水管、３は給水管２途中に設けられ水道圧を減圧する減圧弁、４は貯湯タンク１に貯湯された温水を給湯する給湯管、５は貯湯タンク１内の温水の温度膨張を逃がす逃し弁、６は給水管２の減圧弁３下流で分岐した給水バイパス管、７は給湯管４からの温水と給水バイパス管６からの水を混合するミキシング弁、８はこのミキシング弁の駆動装置、９はミキシング弁７で混合された湯を蛇口（図示せず）に供給する混合管、１０はミキシング弁７で混合された湯の温度を検知する混合温度センサ、１１は混合管９を流れる湯量を検知する流量カウンタである。
【０００３】
１２は貯湯タンク１内に貯湯された湯水を加熱するヒートポンプ式の加熱器、１３は貯湯タンク１と加熱器１２を循環可能に接続する往き管１４と戻り管１５と循環ポンプ１６で構成された循環回路、１７、１８、１９、２０は貯湯タンク１外周面の上下に設けられた貯湯温度センサ、２１はこの湯水混合型貯湯式給湯器の作動の制御を行う制御装置である。
【０００４】
そして、制御装置２１は貯湯温度センサ１７、１８、１９、２０の検知温度によりおおよその貯湯量を予測し、循環ポンプ１６および加熱器１２を駆動して貯湯タンク１内の湯水を循環加熱してリモコン（図示せず）等で予め設定された量の高温の湯を貯湯させる。
【０００５】
次に、制御装置２１は蛇口が開栓され流量カウンタ１１が流水を検知して給湯状態になった際には混合温度センサ１０で検知する混合湯温がリモコン等で予め設定された混合温度になるようにフィードフォワード制御およびフィードバック制御によりミキシング弁７の駆動装置８を駆動して温度制御して給湯するものである。
【０００６】
また、前記ミキシング弁７の給水バイパス管６側には、給湯停止時に前記ミキシング弁の湯側から回り込む高温水と内部に貯留している水とを混合させるための混合タンク２２が設けられている。なお、この混合タンク２２のミキシング弁７側には湯水の混合を促進させる混合促進板２３が設けられている。
【０００７】
ここで、図４に破線で示すように、貯湯量が貯湯タンク１の容量以下の場合には湯水境界層が発生するものであるが、このとき給湯停止したあとにミキシング弁７が湯水連通状態になっている場合に貯湯タンク１の湯水境界層高さレベルとミキシング弁１付近の配管内の湯水境界層高さレベルとが同じ高さレベルに釣り合うよう給湯管４の高温の温水がミキシング弁７の水側の給水バイパス管６に回り込み、混合タンク２２内で給水側の水と混合されて、再出湯時の混合湯温のオーバーシュートやアンダーシュートを防止するものであった。
【特許文献１】特開２００３−４３０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、この従来のものでは、混合タンク２２内に流入する高温水は混合促進板２３に衝突して混合タンク２２のミキシング弁７側だけで混合されてしまい、貯湯タンク２２の容量を有効利用することができずに、再出湯時の混合湯温のオーバーシュートを効果的に防止できないものであった。
【０００９】
さらに他に、貯湯量が多量で給湯停止時間が長い場合は、混合タンク２２内が高温水で満たされてしまうことが考えられ、この状態で再出湯した際には混合湯温が大幅にオーバーシュートしまう問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明は前記課題を解決するため、請求項１では、温水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクに給水する給水管と、前記貯湯タンク内の温水を給湯する給湯管と、前記給水管から前記貯湯タンクをバイパスする給湯バイパス管と、前記給湯管からの温水と前記給水バイパス管からの水を混合するミキシング弁と、前記ミキシング弁で混合された温水を供給する混合管と、前記ミキシング弁の前記給水バイパス管側に配置された混合タンクとを備え、この混合タンクで前記ミキシング弁の湯側から流入する温水と内部に貯留している水とを混合させるようにしている湯水混合型貯湯式温水器において、前記混合タンク内に、流入してくる温水の一部を前記混合タンクの反ミキシング弁側へ導く導流管を配置したものである。
【００１１】
また、請求項２では、前記導流管内に、前記ミキシング弁側への湯水の流動を妨げる流動抵抗体を設けたものである。
【００１２】
また、請求項３では、前記混合タンクの前記導流管からの温水と前記混合タンク内の水とが混合される位置近傍に温度センサを配置し、給湯停止時にこの温度センサの検出温度に基づいて前記ミキシング弁の開度を制御する待機制御手段を設けたものである。
【００１３】
また、請求項４では、温水を貯湯する貯湯タンクと、前記貯湯タンクに給水する給水管と、前記貯湯タンク内の水を加熱する加熱器と、前記貯湯タンク内の温水を給湯する給湯管と、前記給水管から前記貯湯タンクをバイパスする給湯バイパス管と、前記給湯管からの温水と前記給水バイパス管からの水を混合するミキシング弁と、前記ミキシング弁で混合された温水を供給する混合管と、前記ミキシング弁の前記給水バイパス管側に配置された混合タンクとを備え、この混合タンクで前記ミキシング弁の湯側から流入する温水と内部に貯留している水とを混合させるようにしている湯水混合型貯湯式温水器において、前記混合タンク内に温度センサを配置し、給湯停止時にこの温度センサの検出温度に基づいて前記ミキシング弁の開度を制御する待機制御手段を設けたものである。
【００１４】
また、請求項５では、前記待機制御手段は、前記温度センサの検出温度が上昇するに伴い、前記ミキシング弁を湯側の開度を小さくなる方向で、かつ水側の開度が大きくなる方向へ制御するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、前記混合タンク内に、流入してくる温水の一部を前記混合タンクの反ミキシング弁側へ導く導流管を配置したので、給湯停止時にミキシング弁が開いている場合でも、給湯管から給水バイパス管側へ回り込む高温水を混合タンクのミキシング弁側および反ミキシング弁側で混合タンク内の水と混合できるので、混合タンクの容量を有効活用することができ、再出湯時のオーバーシュートおよびアンダーシュートを低減できる。
【００１６】
また、前記導流管内にミキシング弁側への流動を妨げる流動抵抗体を設けているので、再出湯時に導流管内に滞留している高温水が一気にミキシング弁へ流れ出すことがなく、導流管周りの中温水が優先的に流出されるので、再出湯時のオーバーシュートおよびアンダーシュートを確実に防止できる。
【００１７】
また、混合タンク内に温度センサを配置し、この温度センサで検出する温度に基づいて給湯停止時のミキシング弁の開度を制御するため、混合タンク内の温度が適温以上に昇温されることを防ぐことができ、再出湯時のオーバーシュートを確実に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の一実施形態を図１、図２に基づいて説明する。
なお、従来例と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略することとする。
【００１９】
２４はミキシング弁７の水側に設けた容量１リットル程度の混合タンクで、給湯停止時にこの混合タンク２２内に貯留されている低温の水とミキシング弁７の湯側から水側に流れ込んでくる高温の温水を混合して比較的安全な温度まで温度低下させるものである。
【００２０】
２５は混合タンク２４内に設けた導流管で、ミキシング弁７側から回り込んでくる高温水の一部をこの導流管２５を介して混合タンク２２内の反ミキシング弁側へ導くと共に、他の一部を混合タンク２４内のミキシング弁７側へ導くものである。
【００２１】
２６は前記導流管２５内に設けられ、導流管２５内でのミキシング弁７側への湯水の流動を妨げる流動抵抗体で、ここでは完全閉止ができないシート弁より構成されているものである。
【００２２】
２７は混合タンク２４内の導流管２５の反ミキシング弁側に配置された温度センサで、混合タンク２４内の湯水の温度を検出するものである。
【００２３】
２８は給湯停止状態の待機時に前記ミキシング弁７の開度を制御する待機制御手段で、前記温度センサ２７の検出温度が入力されているものである。なお、この待機制御手段２８はこの温水器の制御を行うマイクロコンピュータを中心として構成された制御手段２１の一機能として設けられているものである。
【００２４】
ここで、あらためてこの一実施形態の作動を説明すると、図１に破線で示すように、貯湯タンク１に高温の温水が貯湯タンク１の容量以下で多く貯湯されていて湯水境界層高さレベルがミキシング弁７の高さレベルよりも低いレベルにあり、かつ混合湯温が高く貯湯タンク１内の温水を多く使ったときは、温水と水との比重差および貯湯タンク１底部への給水による温水の押し上げの慣性力等によりミキシング弁７の水側の給水バイパス管６に高温の温水が回り込むように流れ込んでくるが、ミキシング弁７の水側には混合タンク２４が設けられており、この混合タンク２４に流れ込んだ高温水は混合タンク２２に貯留されている低温の温水と混合される。
【００２５】
このとき、混合タンク２４内に流入した高温水は、その一部が導流管２５を介して混合タンク２４の反ミキシング弁側へ流れて混合タンク２４内に貯留されている低温の温水と混合され、また、他の一部が導流管２５のミキシング弁７側で混合タンク２４内に貯留されている低温の温水と混合される。このため、給湯管４側から給水バイパス管６側へ回り込む高温水を混合タンク２４の容量を有効活用して、混合タンク２４の導流管２５周りのほぼ全体を温度低下させた中温水とすることができ、再出湯の初期にはこの中温水がミキシング弁７に流れ込むので、再出湯時のオーバーシュートおよびアンダーシュートを低減することができるものである。
【００２６】
また、導流管２５内には湯水のミキシング弁７側への流動を妨げる流動抵抗体を設けているので、給湯停止時の給湯管４から流れ込む高温水は混合タンク２４内の反ミキシング弁側へスムースに導かれると共に、再出湯時には導流管２５内に滞留する高温水は流動抵抗体２６の逆止作用によって給水バイパス管６からの給水があっても少しずつミキシング弁７側へ流れ出す。そのため、再出湯時に混合タンク２４内の導流管２５周りの中温水が優先的に流出され、導流管２５内に滞留している高温水が一気にミキシング弁７側へ流れ出すことがないので、再出湯時のオーバーシュートおよびアンダーシュートを確実に防止できる。
【００２７】
そして、この混合タンク２４内には温度センサ２７が配置され、前記待機制御手段２８によりこの温度センサ２７の検出温度に基づき給湯停止時の混合弁７の開度が制御され、混合タンク２４内の温度が所定の適温（摂氏３０度〜４５度程度の比較的安全な温度）を超えると混合弁７の湯側を閉じる方向で水側を開く方向に開度が制御される。このことにより混合タンク２４内の温度を適温以下に保つことが可能で、再出湯時のオーバーシュートを確実に防止できる。
【００２８】
また、待機制御手段２８は前記混合タンク２４内の温度が所定の適温（摂氏３０度〜４５度程度の比較的安全な温度）を下回ることを温度センサ２７で検出すると、前記混合弁７の湯側を開く方向で水側を閉じる方向に開度を制御するようにもしている。このことにより混合タンク２４内の温度を適温範囲に保つことが可能で、再出湯時のアンダーシュートも確実に防止できる。
【００２９】
ここで、前記温度センサ２７を設ける位置を前記混合タンク２４内の導流管からの温水と前記混合タンク内の水とが混合される位置近傍にすることで、混合タンク２４内の中温水の温度を確実に検出することができ、待機制御手段２８による給湯停止時のミキシング弁７の開度制御の信頼性を高め、再出湯時のオーバーシュートおよびアンダーシュートを正確かつ確実に防止することができる。
【００３０】
次に、本発明の他の一実施形態について、図３に基づいて説明する。
なお、従来例および先の一実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略することとする。
【００３１】
ここでは、混合タンク２４内には温度センサ２７が設けられており、この温度センサ２７の検出温度に応じて待機制御手段２８が前記ミキシング弁７の開度を制御するようにしているものである。
【００３２】
そして、前記待機制御手段２８によりこの温度センサ２７の検出温度に基づき給湯停止時の混合弁７の開度が制御され、混合タンク２４内の温度が所定の適温（摂氏３０度〜４５度程度の比較的安全な温度）を超えると混合弁７の湯側を閉じる方向で水側を開く方向に開度が制御される。このことにより混合タンク２４内の温度を適温以下に保つことが可能で、再出湯時のオーバーシュートを確実に防止できる。
【００３３】
また、待機制御手段２８は前記混合タンク２４内の温度が所定の適温（摂氏３０度〜４５度程度の比較的安全な温度）を下回ることを温度センサ２７で検出すると、前記混合弁７の湯側を開く方向で水側を閉じる方向に開度を制御するようにもしている。このことにより混合タンク２４内の温度を適温範囲に保つことが可能で、再出湯時のアンダーシュートも確実に防止できる。
【００３４】
このように、本発明によれば再出湯初期の混合湯温のオーバーシュートの幅を抑えることができると共に、混合タンク２４内の中温水が出きった後も給水温度との差が少ないためアンダーシュートもその後のオーバーシュートも抑えることができ、混合湯温の制御を安定させることができる効果も有する。
【００３５】
なお、この一実施形態および先の一実施形態においても、混合タンク２４の容量は、給湯時の（最小通水量×通水検知からミキシング弁回動に要する時間）以上で、（最大通水量×通水検知からミキシング弁回動に要する時間）以下とすることが望ましい。
【００３６】
また、前記導流管２５の軸方向途中に小孔を設けて、導流管２５の端部以外の場所からも高温水が混合タンク２４内に貯留されている水と混ざり合うようにしてもよい。
【００３７】
また、前記導流管２５内の流通抵抗体２６は、逆止作用を有したものに限定されず、例えばオリフィスや絞り等の導流管２５内の流通抵抗を増すものであれば、給湯停止時に給湯管４側からの高温水が緩やかな流れによって導流管２５の反ミキシング弁側へ流れ出すことが可能であると共に、再出湯時には、オリフィスや絞りにより導流管２５内の流れが制限され、混合タンク２４内の流れやすい部分（導流管２５の周り）を給水が流れ、導流管２５周りの中温水が先に流れ出し、導流管２５内の高温水は徐々に流れ出すこととなり、再出湯時のオーバーシュートおよびアンダーシュートを正確かつ確実に防止することができる。
【００３８】
以上、本発明を図面に示した一実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はこの一実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、加熱器１２はヒーポン式のもののみならず、貯湯タンク１内で直接加熱する電熱ヒータでもよく、また、ミキシング弁７も水側湯側それぞれに駆動装置をもつものやワックスペレット型のミキシング弁でもよい。また、貯湯タンク１や混合タンク２２の容量は例示した容量に限られるものではなく、個々の設計に応じた適切な容量であることを要するのみである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態を示す概略構成図。
【図２】同一実施形態の要部断面図。
【図３】本発明の他の一実施形態を示す概略構成図。
【図４】従来例の概略構成図。
【符号の説明】
【００４０】
１  貯湯タンク
２  給水管
４  給湯管
６  給水バイパス管
７  ミキシング弁
９  混合管
２４  混合タンク
２５  導流管
２６  流動抵抗体
２７  温度センサ
２８  待機制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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